13 pengembangan sistem pengelolaan air gambut ignasius

Prosiding Simposium Nasional Ekohidrologi Jakarta, 24 Maret 2011

180

PENGEMBANGAN SISTEM PENGOLAHAN AIR GAMBUT MENJADI AIR BERSIH DI PROPINSI KALIMANTAN TENGAH :

KAJIAN EFISIENSI PENAMBAHAN KOAGULAN DALAM PROSES KOAGULASI

Ignasius D.A. Sutapa

Pusat Penelitian Limnologi – LIPI

Email : [email protected] / [email protected]

ABSTRAK

Proses koagulasi flokulasi dalam pengolahan air minum sangat penting jika ditinjau ke depan karena mempunyai pengaruh yang sangat besar terhadap proses purifikasi air berikutnya dan kualitas air yang dihasilkan. Jenis koagulan yang sering dipakai adalah alumunium sulfat (alum) dan poly alumunium chloride (PAC). Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan tipe dan konsentrasi optimal koagulan, yang diaplikasikan pada air baku berupa air gambut di wilayah Propinsi Kalimantan Tengah. Hal ini sangat diperlukan untuk membuat perencanaan rancangan instalasi pengolahan air bersih di wilayah tersebut. Jar test koagulan dilakukan untuk menentukan efisiensi koagulasi dan waktu sampling. Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan kekeruhan air baku mempengaruhi waktu sedimentasi. Tingkat kekeruhan air gambut yang rendah cenderung memerlukan penambahan konsentrasi koagulan yang cukup tinggi (di atas rata-rata normal 40 s/d 60 mg/l). Proses koagulasi cenderung lambat dengan karakteristik flok yang terbentuk halus dan ringan. Penambahan bahan bantu koagulan disinyalir dapat meningkatkan efisiensi koagulasi dan flokulasi. Kata kunci : koagulan, efisiensi koagulasi, kualitas air

ABSTRACT The process of coagulation and flocculation in water treatment is very important for

further review because it has an enormous influence on subsequent water purification process and production water quality. Type of coagulant often used is aluminum sulfate (alum) and poly aluminum chloride (PAC). The purpose of this study was to determine the optimum coagulant type and concentration, which was applied to the raw water in the form of peat water in the region of Central Kalimantan Province. It is necessary to make an installation draft planning of water treatment industry in the region. Coagulant jar test was conducted to determine the efficiency of coagulation and the sampling’s time. Based on these results, it could be concluded that the turbidity of raw water affected the time of sedimentation. Peat water with low turbidity levels tended to require the addition of quite high coagulant concentration (above the normal average of 40 s / d 60 mg / l). The coagulation process tended to be slow and the forming floc had a smooth and light characteristic. The addition of coagulant aids was supposed to improve the efficiency of coagulation and flocculation process. Keywords: coagulant, coagulation efficiency, water quality


181

PENDAHULUAN

Air merupakan kebutuhan dasar bagi manusia dan kehidupan mahluk hidup

lainnya. Manfaat air diantaranya untuk minum, pembawa zat makanan pada

tumbuhan, zat pelarut, pembersih dan sebagainya (Pandia, 1995). Dix (1981)

mencatat berbagai kebutuhan air yang dapat digolongkan menurut lima kategori

yaitu keperluan masyarakat, keperluan industri, pembangkit tenaga listrik, kebutuhan

pertanian dan sarana rekreasi. Penyediaan air bersih merupakan kebutuhan utama

manusia untuk kelangsungan hidupnya dan menjadi faktor penentu kesehatan dan

kesejahteraan manusia. Karena itu diperlukan peningkatan kualitas dan kuantitas air

bersih dengan cara pengolahan sumber air bersih.

Pengolahan air bersih merupakan upaya pengubahan sifat fisika, kimia dan

biologi untuk mendapatkan air yang bersih dan sehat sesuai dengan standar mutu air

untuk kesehatan (Kusnaedi, 2002). Proses pengolahan air bersih dapat dimulai dari

yang sederhana sampai rumit dan lengkap. Sistem pengolahan air yang digunakan

tergantung pada kualitas air bakunya dan tingkat kemurnian air yang diinginkan

(Dix, 1981). Umumnya dikenal dua cara pengolahan air yaitu pengolahan lengkap

dan pengolahan sebagian (Pandia dkk, 1995). Pengolahan lengkap adalah proses

pengolahan air secara lengkap baik fisik, kimia maupun bakteriologik. Cara ini

biasanya dilakukan untuk air sungai yang kotor dan keruh. Sedangkan pada

pengolahan sebagian hanya dilakukan proses kimiawi atau bakteriologi saja.

Pengolahan ini biasanya dilakukan untuk mata air bersih dan air sumur yang dangkal

maupun dalam.

Proses koagulasi flokulasi dalam pengolahan air minum sangat penting untuk

ditinjau lebih jauh karena mempunyai pengaruh yang sangat besar terhadap proses

purifikasi air berikutnya dan kualitas air produksi. Jenis koagulan yang sering

dipakai adalah alumunium sulfat (alum) dan poly alumunium chloride (PAC). Tujuan

penelitian ini adalah untuk menentukan tipe dan konsentrasi optimal koagulan, yang

diaplikasikan pada air baku berupa air gambut di wilayah Propinsi Kalimantan

Tengah. Hal ini sangat diperlukan untuk membuat perencanaan rancangan intsalasi

pengolahan air bersih di wilayah tersebut.


182

METODOLOGI Untuk mempercepat proses pengendapan partikel di dalam air baku, seringkali

diperlukan koagulan. Dua jenis koagulan utama yang akan dikaji adalah Alum sulfat

(Al2(SO4)3) dan Poly Aluminium Chloride (PAC). Kedua jenis koagulan tersebut

paling banyak dipakai dan mudah diperoleh di pasaran. Variasi konsentrasi koagulan

akan diaplikasikan (0 s/d 200 ppm) pada berbagai jenis air baku. Proses koagulasi

bisa terhambat jika tingkat kekeruhan terlalu rendah atau terlalu tinggi. Untuk itu

perlu ditemukan batas optimal pemakaian koagulan pada kondisi kekeruhan air baku

yang berbeda.

Flokulasi adalah proses lanjutan dari koagulasi. Terbentuknya flok-flok yang

baik biasanya diawali oleh proses koagulasi yang efisien. Kualitas flok-flok tersebut

akan mempengaruhi cepat atau lambatnya partikel-partikel mengendap dalam bak

sedimentasi. Pada tahap ini akan dilihat tingkat efisiensi flokulasi dan waktu

sedimentasi yang diperlukan sesuai dengan karakteristik air baku yang masuk dalam

tahap sebelumnya.

Dalam rangka menentukan kondisi kombinasi optimal, maka digunakan alat jar

test (Type VELP FP4) delengkapi dengan 4 becker glass bervolume masing-masing

1 liter. Kecepatan putar maupun waktu putar alat tersebut, dapat diatur. Secara

umum, penambahan koagulan dilakukan pada saat awal (t=0 mn), diikuti dengan

pengadukan cepat 100 RPM selama 2 menit untuk homogenisasi larutan dan

pengadukan lambat selama 10 menit untuk proses pembentukan flok dan

pengendapan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kemampuan PAC dalam proses koagulasi flokulasi, menunjukkan bahwa

dengan tanpa penambahan koagulan, tingkat kekeruhan awal 91 NTU, cenderung

konstan pada kisaran 81 - 87 NTU selama 10 menit jar test (Gambar 1). Sehingga

bisa dikatakan bahwa tanpa adanya koagulan, tidak terjadi penurunan tingkat

kekeruhan, atau dengan kata lain tidak terjadi proses koagulasi dan flokulasi selama

jar test berlangsung.


183

Gambar1.: Kondisi air gambut sebelum dan sesudah penambahan koagulan

Penambahan koagulan pada konsentrasi 80 mg/l meningkatkan kekeruhan awal

menjadi 362 NTU. Pada konsentrasi ini tampak bahwa koagulan tidak mampu

menurunkan kekeruhan, karena nilainya berada dalam kisaran 270 NTU sampai 10

menit pertama. Pola variasi tingkat kekeruhaan mulai terjadi pada konsentrasi PAC

120 mg/l. Nilai kekeruhan awal 348 NTU turun menjadi 108 NTU pada menit ke 1

dan berada pada kisaran 50 – 60 NTU setelah menit ke 1.5 (Gambar 2). Kondisi ini

tentu saja belum mencapai tingkat kekeruhan yang ideal.

Pada penambahan PAC 160 mg/l, tingkat kekeruhan awal 121 NTU turun

menjadi 34 NTU di menit ke 0.5, dan mencapai nilai di bawah 5 NTU setelah menit

ke 1. Hal ini membuktikan bahwa konsentrasi PAC 160 mg/l merupakan konsentrasi

optimal, mengingat dengan penambahan PAC menjadi 200 mg/l, tingkat kekeruhan

yang dihasilkan tidak lebih baik atau bahkan cenderung meningkat pada kisaran 4 – 9

NTU setelah menit 1.5.


184

Gambar 2. Pola variasi tingkat kekeruhan (PAC)

Pola variasi yang sama ditemukan pada uji kemampuan alum yang hasilnya

ditampikan dalam Gambar 3. Seperti pada kasus PAC, penambahan alum pada

konsentrasi 80 mg/l juga tidak mampu menurunkan tingkat kekeruhan yang cukup

tinggi, nilainya masih di atas 200 NTU dipenghujung 10 menit waktu pengendapan.

Penurunan kekeruhan di bawah 100 NTU meulai terjadi pada penambahan alum 120

mg/l, setelah menit ke 1. namun kisaran rata-rata kekeruhan adalah 20 NTU mulai

menit ke 3 waktu pengendapan.

Perbaikan mulai terjadi dengan penambahan alum 160 mg/l, dengan kekeruhan

awal 157 NTU, turun menjadi 28 NTU pada menit ke 0.5 dan berada di bawah 6

NTU setelah menit ke 2. Hasil ini mengkonfirmasi hasil sebelumnya bahwa

penambahan koagulan minimal 160 mg/l diperlukan agar proses penjernihan air

gambut berjalan secara optimal. Sementara itu penambahan alum lebih banyak

tampaknya tidak berarti meningkatkan efisiensi, karena cenderung meningkatkan

kekeruhan karena setelah menit ke 2, nilai kekeruhan berada dalam kisaran 10 – 20

NTU.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Time (mn)

Turb

idity

(NTU

) PAC 0 PAC 80PAC 120PAC 160PAC 200


185

Gambar 3. Pola variasi tingkat kekeruhan (Alum)

KESIMPULAN Proses koagulasi flokulasi dalam pengolahan air minum sangat penting untuk

ditinjau lebih jauh karena mempunyai pengaruh yang sangat besar terhadap proses

purifikasi air berikutnya dan kualitas air produksi. Jenis koagulan yang sering

dipakai adalah alumunium sulfat (alum) dan poly alumunium chloride (PAC). Jar test

koagulan dilakukan untuk menentukan efisiensi koagulasi dan waktu sampling. Dari

hasil penelitian ini dapat disimpulkan kekeruhan air baku mempengaruhi waktu

sedimentasi. Tingkat kekeruhan air gambut yang rendah cenderung memerlukan

penambahan konsentrasi koagulan yang cukup tinggi (di atas rata-rata normal 40 s/d

60 mg/l). Proses koagulasi cenderung lambat dengan karakteristik flok yang

terbentuk halus dan ringan. Penambahan bahan bantu koagulan disinyalir dapat

meningkatkan efisiensi koagulasi dan flokulasi.

DAFTAR PUSTAKA

Alqadrie R WN, Sudarmadji & Yunianto T (2000).:”Pengolahan air gambut untuk persediaan air bersih.”, Teknosains 13(2) Mei

Dix, H.M., 1981. Environmental Polution. John Willey and sons. New York

Gebbie, P. 2001. Using PolyAlum Coagulants in Water Treatment. 64th Annual

Water Industry Engineers and Operators Conference. Fisher Pty Ltd. USA. pp.1-9

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Time (mn)

Turb

idity

(NTU

) Alum 0Alum 80Alum 120Alum 160Alum 200


186

Haines, M.G. 2003. Impact of Dual Alum and PolyAluminium Chloride Coagulation on Filtration. Colorado State University. Colorado. pp.24-65

Iswono (2001).:”Efektivitas PAC terhadap penurunan intensitas warna air gambut di Siantan Hulu Kota Pontianak.” Skripsi Undip Semarang

Kasmono (2007).:”Efektivitas PAC dan Tawas dalam menurunkan warna air gambut di Singkawang, Kalimantan Barat. Skripsi Undip Semarang

Kusnaedi, 2002. Mengolah air gambut dan air kotor untuk diminum. Penebar Swadaya.

McGhee, T.J. 1991. Water Supply and Sewage. 6 th Edition. McGraw Hill International Edition. Singapore

Mu'min B. (2002).:”Penurunan zat organik dan warna pada pengolahan air gambut menggunakan membran ultrafiltrasi dengan aliran cross flow yang didahului dengan proses koagulasi/flokulasi dan adsorpsi karbon aktif.”, Thesis ITB Bandung Teknik Lingkungan

Pandia,S., A.Husin dan Z.Masyithah, 1995. Kimia Lingkungan. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.

Said N.I (2008).:”Teknologi pengolahan air minum : Teknologi pengolahan air gambut sederhana.” BPPT Press

Zhan, H, X.Zhang, and X .Zhan. 2004. Coagu-Flocculation Mechanism of Flocculant and Its Physical Model. Separation Technology VI: New Perspectives on Very Large-Scale Operations. RP3 (8): 1-11

13 pengembangan sistem pengelolaan air gambut ignasius

Documents